JPH074607B2 - Precision rolling method for bars - Google Patents
Precision rolling method for barsInfo
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- JPH074607B2 JPH074607B2 JP61073788A JP7378886A JPH074607B2 JP H074607 B2 JPH074607 B2 JP H074607B2 JP 61073788 A JP61073788 A JP 61073788A JP 7378886 A JP7378886 A JP 7378886A JP H074607 B2 JPH074607 B2 JP H074607B2
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- B21B13/103—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane for rolling bars, rods or wire
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、鋼または非鉄金属からなるビレットを棒材、
線材、管材、その他の円形または環形の断面長尺材(以
下、棒材等という。)に圧延する精密圧延方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a billet made of steel or non-ferrous metal as a bar material,
The present invention relates to a precision rolling method for rolling a wire rod, a pipe rod, or another long rod having a circular or annular cross section (hereinafter, referred to as a rod or the like).
(ロ)従来技術 例えは、条鋼の圧延においては、通常連鋳ブルームを用
いている。分塊工場で連鋳ブルームをビレットまで分塊
圧延し、再加熱後、棒鋼工場または線材工場等でビレッ
トから各種製品に圧延成形している。(B) Conventional technology For example, continuous rolling bloom is usually used in rolling of bar steel. The continuous casting bloom is slab-rolled to a billet at a slab, and after reheating, the billet is rolled into various products at a steel bar factory or a wire rod factory.
従来の棒材等の熱間圧延ラインの代表的レイアウトを第
1図に示す。ビレットは加熱炉1で再加熱された後に、
粗圧延機群2、中間圧延機群3、仕上圧延機群4を経て
棒材等の製品に圧延され、冷却床5で冷却される。例え
ば、150〜180mmの角断面で長さ12〜14mのビレットが直
径13〜100mmの丸棒に圧延される。Fig. 1 shows a typical layout of a conventional hot rolling line for bars and the like. After the billet is reheated in the furnace 1,
After passing through the group of rough rolling mills 2, the group of intermediate rolling mills 3, and the group of finish rolling mills 4, the product is rolled into a product such as a bar and cooled in the cooling floor 5. For example, a billet having a square cross section of 150 to 180 mm and a length of 12 to 14 m is rolled into a round bar having a diameter of 13 to 100 mm.
従来の仕上圧延機群4は、通常の二方ロール圧延機から
できている。しかし、三方ロール圧延機を使用すれば形
状および寸法精度が一段と向上するであろうことは予測
される。しかし、これまでに有効な軸力測定器および断
面プロフィル計が開発されていなかったために、三方ロ
ール圧延機の優れた機能が十分に発揮されていなかっ
た。The conventional finish rolling mill group 4 is made of a normal two-way roll rolling mill. However, it is expected that the use of a three-way rolling mill will further improve the shape and dimensional accuracy. However, since the effective axial force measuring device and the section profiler have not been developed so far, the excellent function of the three-way rolling mill has not been fully exerted.
一般に、棒材等の仕上圧延においては、連続式の場合、
スタンド間にループを形成させて無張力に保つかまたは
各スタンドを接近させて軸力が変化する圧延材の先後端
部を極力短かくするような設備配置としていた。後者の
場合、圧延材の先後端部以外にも外乱により軸力が変化
し、これによる寸法形状の不安定があった。Generally, in finish rolling of bar material, in the case of continuous type,
The equipment was arranged such that a loop was formed between the stands to maintain no tension, or the stands were brought close to each other so that the front and rear ends of the rolled material whose axial force changes were made as short as possible. In the latter case, the axial force changes due to external disturbances in addition to the front and rear end portions of the rolled material, resulting in unstable dimensional shape.
三方ロール圧延機の代表例を第2図に示す。三方ロール
圧延機40は入力軸41に上ロール42が固定され、120°の
角度で相互に交差する位置に2個の下ロール43,44があ
り、それぞれのベベルギヤ45をかいして回転力が伝えら
れる。この3個のロール42,43,44の中央交点に形成され
る孔型により圧延材11を圧延する。圧延材11は丸棒、
管、六角棒、三角棒等、一般的には3の倍数の多角形で
ある。A typical example of the three-way rolling mill is shown in FIG. In the three-way rolling mill 40, an upper roll 42 is fixed to an input shaft 41, two lower rolls 43 and 44 are provided at positions intersecting each other at an angle of 120 °, and a rotating force is exerted by each bevel gear 45. Reportedly. The rolled material 11 is rolled by a hole die formed at the central intersection of the three rolls 42, 43, 44. Rolled material 11 is a round bar,
Generally, it is a polygon of a multiple of 3 such as a tube, a hexagonal bar, and a triangular bar.
三方ロール圧延機40の特徴は二方ロール圧延機よりも加
工効率が良好であり、寸法精度が良い点にある。これを
多スタンド連続で使用する場合、通常圧延材中心を通る
水平軸で180°反転させてロール配置をY型にしてλ−
Y−λ−Yの任意台数の連続組合せで使用する。The characteristic of the three-way rolling mill 40 is that it has better working efficiency and better dimensional accuracy than the two-way rolling mill. When using this with multiple stands continuously, it is usually inverted 180 ° with respect to the horizontal axis passing through the center of the rolled material and the roll arrangement is changed to Y type and λ−
Used in continuous combination of any number of Y-λ-Y.
三方ロール圧延機40において、圧延材11の軸力および断
面プロフィルを有効に測定できれば、この圧延機40の機
能が十分に発揮され、仕上圧延機群においても有効に活
用できる。If the axial force and the cross-sectional profile of the rolled material 11 can be effectively measured in the three-way rolling mill 40, the function of the rolling mill 40 can be sufficiently exerted and the rolling mill group can be effectively utilized.
そこで、本出願人は、三方ロール圧延機における圧延材
の軸力測定方法を開発し、別途出願した(特願昭61−73
787号)。この方法は第3図および第4図に示すよう
に、三方ロール圧延機40のハウジング46を機枠47内に滑
動自在に設置し、所定位置に設置した荷重計48でハウジ
ングを支持し、圧延材の軸力を測定するものである。Therefore, the applicant developed a method for measuring the axial force of a rolled material in a three-way rolling mill and filed a separate application (Japanese Patent Application No. 61-73).
No.787). In this method, as shown in FIGS. 3 and 4, the housing 46 of the three-way rolling mill 40 is slidably installed in a machine frame 47, and the housing is supported by a load meter 48 installed at a predetermined position, and rolling is performed. It measures the axial force of the material.
一方、本発明でいう三方向ビーム投影法とは、本出願人
が開発した発明法であり、すでに開示されている(特公
昭62−39681号公報)。On the other hand, the three-direction beam projection method in the present invention is an invention method developed by the present applicant and has already been disclosed (Japanese Patent Publication No. 62-39681).
この測定方法は、第5図に示すように、プロフィルを測
定すべき物体11の断面に沿った投影方向および幅を有す
る投影ビームB1,B2,B3を第一投影手段、第二投影手段
および第三投影手段から前記断面の外周を含む領域に放
射し、第一投影手段の断面外周に接する投影ビームと第
二投影手段の断面外周に接する投影ビームと第三投影手
段の断面外周に接する投影ビームとを異なる交点で交叉
させるとともに、各投影手段の投影ビームを前記断面外
周を通過した後に投影ビーム検出手段D1,D2,D3によっ
て前記断面外周の部分におけるそれぞれの投影ビームの
その部分に対する接線を検出し、任意の第一投影手段の
断面外周に接する投影ビームと第二投影手段の断面外周
に接する投影ビームとの交点から第三投影手段の断面外
周に接する投影ビームまでの距離Hを求めつつ、各投影
手段と断面とを相対的に回転させ、その回転角度θと距
離Hとの関係を求めるものである。As shown in FIG. 5, this measuring method uses projection beams B 1 , B 2 and B 3 having projection directions and widths along the cross section of the object 11 whose profile is to be measured, as first projection means and second projection means. The projection beam radiating from the means and the third projection means to the area including the outer circumference of the cross section, and the projection beam in contact with the outer circumference of the cross section of the first projection means, the projection beam in contact with the outer circumference of the cross section of the second projection means, and the outer circumference of the cross section of the third projection means. The projection beams in contact with each other are crossed at different intersections, and after the projection beams of the respective projection means have passed through the outer circumference of the cross section, the projection beam detection means D 1 , D 2 , D 3 A tangent line to the portion is detected, and a projection tangent to the cross-sectional outer circumference of the third projection means from the intersection of the projection beam tangential to the cross-sectional outer circumference of the first projection means and the projection beam tangent to the cross-sectional outer circumference of the second projection means. While seeking distance H to the over arm, and the projection means and the cross-section it is relatively rotated, and requests the relationship between the rotation angle θ and the distance H.
本発明の方法では各投影ビームの交差角を60°に設定す
れば、棒材等の断面プロフィルが容易に測定できること
が確認できている。In the method of the present invention, it has been confirmed that the cross-sectional profile of a rod or the like can be easily measured by setting the crossing angle of each projection beam to 60 °.
第6図は、このプロフィル測定方法を三方ロール圧延機
に適用した実験結果の一例を示す。この実験は、目標寸
法が直径53.5mmの丸棒について行った。圧延前の材料寸
法には長径・短径ともにかなりのばらつきがあったもの
が、圧延後の製品には両者ともほとんどばらつきがなく
なり、両者の差も最大0.10mmに減少している。FIG. 6 shows an example of an experimental result in which this profile measuring method is applied to a three-way rolling mill. This experiment was conducted on a round bar having a target dimension of 53.5 mm in diameter. Although the material dimensions before rolling had considerable variation in both major and minor diameters, there was almost no variation in both products after rolling, and the difference between the two was reduced to a maximum of 0.10 mm.
この実験からも、三方ロール圧延機の優秀性が明らかに
なる。This experiment also demonstrates the superiority of the three-way roll mill.
(ハ)発明が解決しようとする問題点 従来、棒鋼等の熱間圧延ラインでは仕上圧延機として二
方ロール圧延機が使用されてきた。これに対し、近年三
方ロール圧延機が二方ロール圧延機と比較して種々の利
点を有することが判明し、一部で三方ロール圧延機が使
用され始めた。しかしながら、この三方ロールに対して
被圧延材の軸力および断面プロフィルを精度よく測定す
る手段がなかったため、三方ロール圧延機の利点を充分
に生かすことができなかった。また当然ながら、プロフ
ィルを自動制御することも困難であった。(C) Problems to be Solved by the Invention Conventionally, in a hot rolling line for bar steel or the like, a two-way roll rolling mill has been used as a finish rolling mill. On the other hand, in recent years, it has been found that the three-way rolling mill has various advantages as compared with the two-way rolling mill, and some of the three-way rolling mills have begun to be used. However, since there is no means for accurately measuring the axial force and cross-sectional profile of the material to be rolled with respect to this three-way roll, the advantages of the three-way roll rolling mill cannot be fully utilized. It was also difficult to control the profile automatically.
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明の棒材等の精密圧延方法は、ビレットから棒材等
に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群におい
て下流側の少なくとも2つのスタンドを三方ロール圧延
機で構成すること、前記三方ロール圧延機間で圧延材に
発生する軸力を測定すること、前記仕上圧延機群の出側
に断面プロフィル計を設けて圧延材の断面プロフィルを
測定すること、前記測定プロフィルおよび軸力のうちの
少なくとも一方にもとづいて前記三方ロール圧延機の圧
下量およびロール回転数のうちの少なくとも一方を制御
することによって、上記問題点を解決している。(D) Means for Solving the Problems In the method for precision rolling of a bar or the like according to the present invention, at least two stands on the downstream side in a finishing rolling mill group are used in a line for hot rolling from a billet to a bar or the like. Comprising a three-way roll rolling mill, measuring the axial force generated in the rolled material between the three-way rolling mill, measuring the cross-sectional profile of the rolled material by providing a cross-sectional profile meter on the exit side of the finishing rolling mill group By controlling at least one of the reduction amount and the roll rotation speed of the three-way rolling mill based on at least one of the measurement profile and the axial force, the above problems are solved.
本発明の方法においては、前記の測定プロフィルもしく
は測定軸力の一方または両方にもとづいて、三方ロール
圧延機の圧下量もしくはロール回転数の一方または両方
を制御する。In the method of the present invention, one or both of the reduction amount and the roll rotation speed of the three-way rolling mill is controlled based on one or both of the above measurement profile and measurement axial force.
次に、計算機における制御信号の演算方式について述べ
る。Next, the calculation method of the control signal in the computer will be described.
第11図において、製品径目標値Dをインプットして制御
開始する。さらに許容公差δal1,δal2をインプットす
る。δal1は下限公差であり、通常0.03〜0.05mm程度の
プラス値である。目標値よりも小さい径のものは製品と
ならない。δal2は上限公差であり、通常0.10〜0.15mm
程度である。In FIG. 11, control is started by inputting the product diameter target value D. Furthermore, the tolerances δal 1 and δal 2 are input. δal 1 is the lower limit tolerance, which is usually a positive value of about 0.03 to 0.05 mm. Products with a diameter smaller than the target value will not be manufactured. δal 2 is the upper limit tolerance, usually 0.10 to 0.15mm
It is a degree.
第11図は制御フローを示すもので、b、c段は最終仕上
げスタンドを通過した被圧延材のロールと接触した部分
における直径Xを目標値にするための制御法を示し、
d、e段はロールと非接触の部分における直径Yを目標
値にするための制御法を示す。FIG. 11 shows a control flow. Stages b and c show a control method for setting the diameter X at the portion of the material to be rolled which has passed through the final finishing stand in contact with the roll, to a target value.
Stages d and e show a control method for setting the diameter Y in a portion not in contact with the roll to a target value.
最初に、第5図のシステムを使用してプロフィルを計測
する。これにより、第14図に示すように、ロール接触側
120°交角寸法x=X及びロール非接触側120°交角寸法
y=Yが測定される。x,yの区分は、ロールの位置関係
により判断される。First, the profile is measured using the system of FIG. As a result, as shown in FIG. 14, the roll contact side
The 120 ° intersection angle dimension x = X and the roll non-contact side 120 ° intersection angle dimension y = Y are measured. The division between x and y is determined by the positional relationship of rolls.
b段においてXが下限公差値外すなわち過小の場合、x
を増大させねばならないので、仕上スタンドロール間隔
を広げる操作を行う。操作量が微小の場合、そのままフ
ィードバック制御により公差内に入るまで制御される。
第11図のb2,b3間のg1,g2または仕上スタンド回転数低
下は実行する必要がなくなる。In the step b, when X is outside the lower limit tolerance value, that is, is too small, x
Since it must be increased, the operation to increase the finishing stand roll interval is performed. When the manipulated variable is minute, feedback control is performed as it is until it falls within the tolerance.
It is not necessary to reduce g 1 , g 2 or the finishing stand rotation speed between b 2 and b 3 in Fig. 11.
このことについて以下に詳述する。一例として、製品径
公称50mmの場合を以下に示す。通常、δal1=0.04、δa
l2=0.12が採用される。すなわち、制御の最終目標は、
D=50(公称径) 50+0.04≦Y,X≦50+0.12 50.04≦Y,X≦50.12である。This will be described in detail below. As an example, the case where the product diameter is nominally 50 mm is shown below. Normally, δal 1 = 0.04, δa
l 2 = 0.12 is adopted. That is, the ultimate goal of control is
D = 50 (nominal diameter) 50 + 0.04 ≦ Y, X ≦ 50 + 0.12 50.04 ≦ Y, X ≦ 50.12.
b段において、X=50.03が測定された場合、公差下限
値50.04をわずかではあるが下回っているため寸法マイ
ナスの危険性、すなわち50を下回る可能性が若干存在す
る。したがって、50.05程度になるように、制御はb1に
向かう。b1b2仕上スタンドロール間隔離間の操作でΔx
=0.02mm離間する。(Δxは、δと同じ意味である。) この場合、製品径は50.03mmから50.05mmに大きくなった
わけであるが、その断面積の変化は、 断面積の変化率は、 仮りに、仕上スタンドの駆動モータの回転数Nが1000r.
p.mとすれば、理論的には、 すなわち、0.8回転だけ同上の回転数を下げる必要があ
るが、実用上この程度の変化量は誤差の範囲に入ってし
まうため、b2とb3の間にある修正動作としてのg1,g2ま
たは仕上げスタンド回転数低下は実行する必要がなくな
る。When X = 50.03 is measured in the b-th stage, there is a slight risk of a negative dimension, that is, a possibility of falling below 50 because it is slightly below the lower limit of tolerance 50.04. Therefore, the control goes to b 1 so that it becomes about 50.05. b 1 b 2 Finishing stand roll spacing Δx
= 0.02mm apart. (Δx has the same meaning as δ.) In this case, the product diameter increased from 50.03 mm to 50.05 mm, but the change in cross-sectional area was The rate of change of cross-sectional area is Assuming that the rotation speed N of the finishing stand drive motor is 1000r.
pm is theoretically In other words, it is necessary to reduce the number of rotations above by 0.8 rpm, but in practice this amount of change falls within the error range, so g 1 , g as the corrective action between b 2 and b 3 2 or finishing stand rpm reduction need not be performed.
操作量が大きくなると、圧延条件にアンバランスが生じ
る。すなわち、ロール間隔が広がり仕上寸法が大とな
り、仕上ロール回転数が一定ならばマスフローが大とな
る。しかし、仕上前スタンドから供給されるマスフロー
は一定であるので、仕上前スタンドと、仕上スタンドの
間で引張力が過大となる。その結果、y寸法がより小さ
く変化する。従ってこの操作量が大となった場合、この
操作量Δxに相当する断面積変化分ΔAから計算される
分のマスフロー増大を抑制するためΔNだけ仕上スタン
ドのロール回転数を低下させる。一例として、 で計算された値である。When the manipulated variable increases, the rolling condition becomes unbalanced. That is, the roll interval becomes wider, the finish size becomes large, and the mass flow becomes large if the finishing roll rotation speed is constant. However, since the mass flow supplied from the pre-finishing stand is constant, the tensile force between the pre-finishing stand and the finishing stand becomes excessive. As a result, the y dimension changes smaller. Therefore, when this operation amount becomes large, the roll rotation speed of the finishing stand is reduced by ΔN in order to suppress an increase in mass flow calculated by the cross-sectional area change amount ΔA corresponding to this operation amount Δx. As an example, It is the value calculated by.
さらに精密な制御を行うためには、計算による回転数の
低下を行うのではなく、第13図のg1,g2の制御をここに
入れ込む。もともと、yの減肉は圧延条件のアンバラン
スにより生じた材料軸力、すなわち張力によるものであ
るから、張力制御をここに入れて、これにより回転数を
調整するのが最適の方法である。For more precise control, the control of g 1 and g 2 in FIG. 13 is inserted here instead of reducing the rotational speed by calculation. Originally, the thinning of y is due to the axial force of the material, that is, the tension generated by the imbalance of the rolling conditions. Therefore, the optimum method is to put the tension control here and adjust the rotation speed accordingly.
以上から、制御のグレードにより、第11図のb2〜b3間の
計算による回転数低下、g1,g2の張力制御の3つの方法
から選択する。From the above, depending on the control grade, three methods are selected, namely, reduction of the number of revolutions by calculation between b 2 and b 3 in FIG. 11, and tension control of g 1 and g 2 .
なお張力制御は第13図に示すように、まず目標張力
(F)を入力しておき、スタンド間張力を実測して得た
測定値Ftが目標張力(F)+許容張力(δfal)よりも
大きい場合は、下流側スタンド回転数を低下させる。Ft
が(F−δfal)より小さい場合は、下流側スタンド回
転数を増加させる制御を行うのである。この張力制御は
少なくとも最終スタンド(N+1)と、1スタンド上流
のNスタンドとの間の張力の制御を行なえばよい。多ス
タンド間で同じ方法により張力を制御すると、より精度
が上がる。For tension control, as shown in FIG. 13, first, the target tension (F) is input, and the measured value Ft obtained by actually measuring the inter-stand tension is lower than the target tension (F) + allowable tension (δfal). If it is larger, the downstream stand rotation speed is reduced. Ft
Is smaller than (F−δfal), control is performed to increase the downstream stand rotation speed. For this tension control, at least the tension between the final stand (N + 1) and the N stand upstream by one stand may be controlled. If the tension is controlled in the same way among multiple stands, the accuracy will increase.
c段では、Xが上限公差値外の場合、すなわち過大の場
合であり、b段の逆の操作を行う。d段では、Yが下限
公差値外の場合、すなわち過小の場合、b段と類似であ
るが、仕上スタンドへの材料の供給量を増大させること
により、Yの増大が行われるため、仕上前スタンドのロ
ール間隔を拡大させる。d2,d3はb段と同様に仕上前ス
タンドについて操作する。At the c-th stage, X is outside the upper limit tolerance value, that is, when it is too large, and the reverse operation of the b-th stage is performed. In the d stage, when Y is outside the lower limit tolerance value, that is, when it is too small, it is similar to the b stage, but Y is increased by increasing the supply amount of the material to the finishing stand. Increase the roll spacing of the stand. For d 2 and d 3 , operate the pre-finishing stand in the same way as for the b step.
さらに、y寸法の微小変化は張力変化によっても得られ
るので、d1,d3に仕上回転数低下の操作を入れてyの増
肉を行ってもよい。すなわち、この操作で仕上前と仕上
の間での張力が低下するので、yが増肉する。この適用
範囲は、概むね0.05mm程度の修正量で張力設定が500kg
以上の場合である。Further, since a slight change in the y dimension can be obtained by a change in tension, the thickness of y may be increased by adding an operation of decreasing the finishing rotation speed to d 1 and d 3 . That is, this operation lowers the tension between before and after finishing, so that y increases. This application range is about 0.05mm and the tension setting is 500kg.
This is the case.
e段ではYが上限公差値外の場合、すなわち過大の場合
であり、d段の逆の操作を行う。At the e stage, Y is outside the upper limit tolerance value, that is, when it is too large, and the reverse operation of the d stage is performed.
第12、13図にて、軸力(材料張力)制御方式を説明す
る。通常N+1番目のスタンドが仕上スタンドである。
対象のスタンド2組よりさらに上流側の条件変動(材料
断面積変動、温度変動等)により、張力f=Ftか変動す
る。これにより、一般にy寸法が変動し、Yが公差から
はずれることが生じる。この防止のために、軸力制御を
行う。制御内容は第13図に示すとおりである。定量的に
は軸力検出能力下限が実際には500kg程度であるため、
保証としては1000kg検出による0.1mm保証が実用的であ
る。この制御が、軸力からロール回転数を制御する方法
である。The axial force (material tension) control method will be described with reference to FIGS. Usually, the N + 1st stand is the finishing stand.
The tension f = Ft fluctuates depending on the condition fluctuation (material cross-sectional area fluctuation, temperature fluctuation, etc.) on the upstream side of the two sets of the target stands. This typically causes the y dimension to fluctuate, causing Y to be out of tolerance. To prevent this, axial force control is performed. The control contents are as shown in FIG. Quantitatively, the lower limit of axial force detection is actually about 500 kg,
As a guarantee, a 0.1 mm guarantee with 1000 kg detection is practical. This control is a method of controlling the roll rotation speed from the axial force.
このように単独でも十分に実用性があるが、プロフィ
ル、軸力より圧下量とロール回転数を制御する全体制御
の中に組み込めば、最も高精度の制御が可能となる。As described above, although it is sufficiently practical by itself, if it is incorporated into the overall control that controls the amount of reduction and the roll rotation speed based on the profile and axial force, the most accurate control becomes possible.
以上述べたように、基本はxとyとを測定し、所望の範
囲、すなわち D+δal1≦X≦D+δal2 …… D+δal1≦Y≦D+δal2 …… となるように制御することである。yの変動は張力変動
によることが過半であるため、g1,g2として独立して制
御することもある。As described above, the basis is to measure x and y and control them so as to be in a desired range, that is, D + δal 1 ≤X≤D + δal 2 ... D + δal 1 ≤Y≤D + δal 2 . Since the fluctuation of y is mostly due to the fluctuation of tension, it may be controlled independently as g 1 and g 2 .
(ホ)実施例 第1図を参照して、本発明の方法の実施例について説明
する。本発明の方法においては、ビレットから棒材等に
連続的に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群
4を構成する圧延機のうちの下流側の少なくとも2スタ
ンドを三方ロール圧定方法にもとづくプロフィル計6を
設置する。圧延材の断面プロフィルの測定結果が計算機
7に送られる。(E) Embodiment An embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIG. In the method of the present invention, in a line where hot rolling is continuously performed from a billet to a bar or the like, at least two stands on the downstream side of the rolling mills constituting the finishing rolling mill group 4 are subjected to the three-way roll pressure method. Install the original profiler 6. The measurement result of the cross-sectional profile of the rolled material is sent to the computer 7.
三方ロール圧延機40には、前述した圧延材に発生する軸
力測定方法にもとづく軸力検出器8が設けられる。軸力
の測定結果は計算機7に送られる。The three-way rolling mill 40 is provided with the axial force detector 8 based on the method for measuring the axial force generated in the rolled material described above. The measurement result of the axial force is sent to the computer 7.
計算機7は、これらの測定結果にもとづいて、後述する
制御信号を三方ロール圧延機40に設けてある圧下制御装
置9および回転制御装置10に送る。圧下制御装置9およ
び回転制御装置10は、制御信号にもとづいて三方ロール
圧延機40の圧下量および回転数を制御する。The computer 7 sends a control signal, which will be described later, to the reduction control device 9 and the rotation control device 10 provided in the three-way rolling mill 40 based on these measurement results. The reduction control device 9 and the rotation control device 10 control the reduction amount and the rotation speed of the three-way rolling mill 40 based on the control signal.
次に、計算機7において制御信号を演算する考え方につ
いて説明する。Next, the concept of calculating the control signal in the computer 7 will be described.
まず、前述した第6図に示す実験結果をもとにして、次
のようなシミュレーションを行う。第7図は製品の目標
寸法が53.5mmの直径の場合を示す。First, the following simulation is performed based on the experimental result shown in FIG. 6 described above. FIG. 7 shows the case where the target size of the product is 53.5 mm in diameter.
長径と短径との差はスタンド間の圧延材に作用している
張力によるものであるため、張力が緩む方向にモータ回
転数を調整して差をなくす。これにより、直径53.40mm
にそろえる。次に、目標寸法は53.50mmであるため、圧
下装置を調整する。すなわち、ロール軸心間距離を半径
で だけ離反させる。これにより、 となる。Since the difference between the long diameter and the short diameter is due to the tension acting on the rolled material between the stands, the difference is eliminated by adjusting the motor rotation speed in the direction in which the tension is relaxed. This gives a diameter of 53.40 mm
Align. Next, the target dimension is 53.50 mm, so the reduction device is adjusted. That is, the roll center distance is the radius Only let them separate. This allows Becomes
各ロールの孔型は120°の円弧であるため、第8図のよ
うに、孔型中心Oより右上60°の方向に だけ遠去ける。このとき、M点は中心Oより 遠去かるが、A,B点は だけ中心Oより遠去かる。Since the hole shape of each roll is an arc of 120 °, as shown in FIG. Just go away. At this time, point M is closer to center O It goes away, but points A and B are Only go away from the center O.
直径を53.4mmから53.5mmになるように孔型を広げると材
料の断面積は、 だけ増大する。したがって理論上はこのスタンドのロー
ル回転数(モータ回転数)は0.4%減少させねばならな
い。Expanding the hole die so that the diameter becomes 53.4 mm to 53.5 mm, the cross-sectional area of the material is Only increase. Therefore, theoretically, the roll speed (motor speed) of this stand should be reduced by 0.4%.
このロール回転数調整をロール間隙調整と同時に行わな
いと、理論回転数より0.4%速い速度でロールは回転し
ていることになり、スタンド間に再度張力が発生し、ロ
ールとロールとの境目(通常、オーバルという。)部で
欠肉が生じる。この欠肉量は、一般に二方ロール方式に
おいて0.25%、三方ロール方式において0.05%と推定さ
れる。したがって、53.3mm×0.05%=0.027mm(直径相
当)となる。If this roll rotation speed adjustment is not performed at the same time as the roll gap adjustment, the roll is rotating at a speed 0.4% faster than the theoretical rotation speed, tension is again generated between the stands, and the boundary between the rolls ( Usually called an oval.) There is a lack of meat. It is generally estimated that this amount of deficiency is 0.25% in the two-way roll system and 0.05% in the three-way roll system. Therefore, 53.3 mm x 0.05% = 0.027 mm (equivalent to the diameter).
一方、従来型寸法計を使用した場合には、平行2ビーム
で圧延材を挾み、その距離が指示される方式であるた
め、第7図における直径lを測定することになる。その
結果、53.4mmから53.5mmにδ=0.10mmだけロール間隙調
整をした場合、従来型寸法計には、 が表示されることになり、三方ロール圧延機の特性を十
分に生かし切れない。On the other hand, when the conventional type dimension meter is used, the rolling material is sandwiched by the two parallel beams and the distance is instructed. Therefore, the diameter 1 in FIG. 7 is measured. As a result, when adjusting the roll gap by δ = 0.10 mm from 53.4 mm to 53.5 mm, the conventional size gauge Is displayed, and the characteristics of the three-way rolling mill cannot be fully utilized.
ここで、上式における数値「0.014」を求めた根拠につ
いて説明する。二方ロールの場合を例にとって説明す
る。Here, the grounds for obtaining the numerical value “0.014” in the above equation will be described. A case of a two-way roll will be described as an example.
前記仕上スタンドのロールが理論回転数で回転している
場合53.5mm径のほぼ真円で仕上り製品となる。しかし、
前述の例の場合、結果的に理論回転数より0.4%速い速
度でロールが回転しているために、仕上スタンドのロー
ルは無理に仕上前スタンドと仕上スタンド間にある被圧
延材を引っ張りながら圧延していることになる。すなわ
ち、スタンド間に張力が発生する。When the roll of the finishing stand rotates at the theoretical number of revolutions, the finished product is almost a perfect circle with a diameter of 53.5 mm. But,
In the case of the above example, as a result, the rolls are rotating at a speed 0.4% faster than the theoretical number of revolutions.Therefore, the rolls of the finishing stand are forcibly rolled while pulling the material to be rolled between the pre-finishing stand and the finishing stand. You are doing it. That is, tension is generated between the stands.
この場合、二方ロールにおいては第15図に示すように上
ロールと下ロールの境目に53.5mm×0.25%=0.13mm直径
相当 0.13×1/2=0.065mm 半径相当 の欠肉を生じ長円状になる。In this case, in the two-way roll, as shown in Fig. 15, at the boundary between the upper roll and the lower roll, 53.5 mm × 0.25% = 0.13 mm diameter equivalent 0.13 × 1/2 = 0.065 mm a radius equivalent to a radius oval occurs. Become a state.
三方ロールにおいては、第16図に示すように3つのロー
ルの境目に 53.5mm×0.05%=0.027mm 直径相当 0.027×1/2=0.014mm 半径相当 の欠肉を生じ、おむすび状になる。As shown in Fig. 16, the three-sided roll has a diaper shape at the boundary of the three rolls, with a thickness of 53.5 mm × 0.05% = 0.027 mm corresponding to a diameter of 0.027 × 1/2 = 0.014 mm.
ここで、二方ロールにおける0.25%、三方ロールにおけ
る0.05%と云う値は実験的に得られたものである。Here, the values of 0.25% for the two-way roll and 0.05% for the three-way roll are obtained experimentally.
以上のようにして「0.014」と云う数値を求めたのであ
る。In this way, the numerical value called "0.014" was obtained.
そこで、この不都合をなくすために前述のプロフィル計
を用いて、第9図におけるM.N.Lの各点の動きを測定し
てδ=0.10mmを検知し、圧延機の動きを圧延材の実寸法
と一致するようにさせることができる。Therefore, in order to eliminate this inconvenience, the profile meter described above was used to measure the movement of each point of the MNL in FIG. 9 to detect δ = 0.10 mm, and the movement of the rolling mill should match the actual dimensions of the rolled material. You can let them do it.
次に、軸力測定結果にもとづく制御について説明する。Next, control based on the axial force measurement result will be described.
従来、圧延材の軸力を測定し、この値をもとにしてロー
ルの駆動モータ回転数を制御し、無張力または一定軸力
の圧延を実現することにより、寸法精度の向上を図るこ
とは、粗圧延機群の二方ロール圧延機においてすでに行
われてきた。しかし、中間圧延機群および仕上圧延機群
では、軸力測定精度が実際上相対的に高いものが要求さ
れるので、この制御は達成されなかった。すなわち、粗
圧延機群においては、材料断面積が大であるため、比較
的粗い精度でも実用的に役立つ値となるが、中間・仕上
圧延機群では断面積が小となり高い精度でなければ役に
立つ値とならない。Conventionally, it is impossible to improve the dimensional accuracy by measuring the axial force of the rolled material and controlling the rotation speed of the drive motor of the roll based on this value to achieve rolling with no tension or constant axial force. , Has already been carried out on two-roll rolling mills of the group of rough rolling mills. However, in the intermediate rolling mill group and the finishing rolling mill group, since the axial force measurement accuracy is actually required to be relatively high, this control has not been achieved. In other words, in the rough rolling mill group, the material cross-sectional area is large, so a value that is practically useful will be relatively rough, but in the intermediate / finishing rolling mill group, the cross-sectional area will be small and useful unless the precision is high. Not a value.
第10図は、二方ロール圧延機における後方張力と製品幅
寸法との関係を示す。図の記号は下記の量を表す。FIG. 10 shows the relationship between the backward tension and the product width dimension in the two-way rolling mill. The symbols in the figure represent the following quantities.
ΔBN:幅寸法変化 BN:幅寸法 δbN:張力による材料の応力 K:材料の変形抵抗 例えば、粗圧延機群において、直径100mm相当のとき、
張力1000kg、応力0.13kg/mm2、 となる。ただし、変形抵抗K=25kg/mm2のとき、ΔBN=
0.18mmである。すなわち、張力1000kgの測定により直径
100mmの幅寸法0.18mmの調整に役立たせることが可能で
ある。しかし、仕上圧延機群においては、直径30mm相当
のとき、張力1000kg、応力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN=0.49mm。張力1000kgの測定で
は、0.49mmの調整しかできない。0.1〜0.2mmの調整をす
るには100kgの張力検出を必要とする。これは実用的に
困難である。ΔBN: Change in width dimension BN: Width dimension δbN: Stress of material due to tension K: Deformation resistance of material For example, in a rough rolling mill group, when the diameter is equivalent to 100 mm,
Tension 1000 kg, stress 0.13 kg / mm 2 , Becomes However, when the deformation resistance K = 25 kg / mm 2 , ΔBN =
It is 0.18 mm. That is, the diameter is measured by measuring the tension of 1000 kg.
It can be used to adjust the width dimension of 100 mm to 0.18 mm. However, in the finishing rolling mill group, when the diameter is equivalent to 30 mm, tension 1000 kg, stress 1.17 kg / mm 2 , Becomes However, ΔBN = 0.49 mm. When measuring a tension of 1000 kg, only 0.49 mm can be adjusted. Adjustment of 0.1 to 0.2 mm requires 100 kg of tension detection. This is practically difficult.
三方ロール圧延機においては、ΔBN/BNの値は三方ロー
ル圧延機の場合の数分の1程度となる。したがって、仕
上圧延機群においては、直径30mm相当で張力1000kg、応
力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN=0.10mm。この場合、1000kgの張
力測定で0.1mmの幅寸法に役立たせることができ、実用
的に十分意味がある。The value of ΔBN / BN in the three-way rolling mill is about a fraction of that in the three-way rolling mill. Therefore, in the finishing rolling mill group, a diameter of 30 mm, a tension of 1000 kg, a stress of 1.17 kg / mm 2 , Becomes However, ΔBN = 0.10 mm. In this case, it is possible to make use of the width dimension of 0.1 mm by measuring the tension of 1000 kg, which is practically sufficient.
以上より、三方ロール圧延機を仕上圧延機群に使用する
場合、材料軸力を測定することにより、その特性を生か
して、さらに微細な調整をすることが可能となる。As described above, when the three-way rolling mill is used for the finishing rolling mill group, by measuring the axial force of the material, it is possible to make finer adjustments by taking advantage of its characteristics.
(へ)効果 本発明の方法によれば、従来の三方ロール圧延機がもつ
優れた機能を十分に発揮させて、形状・寸法精度の高い
棒材等を製造することができる。(E) Effect According to the method of the present invention, it is possible to fully exhibit the excellent function of the conventional three-way rolling mill, and to manufacture a bar material or the like having a high shape and dimensional accuracy.
第1図は本発明の方法を適用した棒材等の熱間圧延ライ
ンのレイアウト線図。第2図は従来の三方ロール圧延機
の横断面図。第3図は第2図と同様の図面であって軸力
測定器を備えた三方ロール圧延機の正面図。第4図は第
3図の平面図。第5図は従来のプロフィル計の原理説明
図。第6図は従来のプロフィル計を用いて三方ロール圧
延機によって圧延した結果を示すグラフ。第7図から第
9図までは三方ロール圧延機の圧下量調整の説明図。第
10図は従来の二方ロール圧延機による圧延材の後方張力
と幅変化との関係を示すグラフ。第11図はプロフィルを
計測し、ロール圧下量(ロール間隔の離間または圧下)
スタンド回転数の増減を制御するフローチャートであ
り、また、g1,g2として軸力(材料に働く張力)制御を
付加する場合も示す。第12図は仕上圧延機群の中で軸力
(張力)を制御するときの概念図。第13図は軸力(張
力)からスタンドのロール回転数を制御する場合のフロ
ーチャート。第14図は第7図と同様の図面であって、第
7図の補足説明図。 符号の説明 2:粗圧延機群 3:中間圧延機群 4:仕上圧延機群 6:プロフィル計 40:三方ロール圧延機FIG. 1 is a layout diagram of a hot rolling line for bars and the like to which the method of the present invention is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional three-way roll rolling mill. FIG. 3 is a drawing similar to FIG. 2 and is a front view of a three-way rolling mill equipped with an axial force measuring device. FIG. 4 is a plan view of FIG. FIG. 5 is an explanatory view of the principle of the conventional profile meter. FIG. 6 is a graph showing the results of rolling by a three-way rolling mill using a conventional profile meter. 7 to 9 are explanatory views of the reduction amount adjustment of the three-way rolling mill. First
Fig. 10 is a graph showing the relationship between the backward tension and the width change of the rolled material by the conventional two-way rolling mill. Fig. 11: Profile measurement, roll reduction (roll spacing or reduction)
It is a flow chart for controlling the increase and decrease of the stand rotation speed, and also shows the case where axial force (tension acting on the material) control is added as g 1 and g 2 . Figure 12 is a conceptual diagram when controlling the axial force (tension) in the finishing rolling mill group. FIG. 13 is a flowchart for controlling the roll rotation speed of the stand from the axial force (tension). FIG. 14 is a drawing similar to FIG. 7, and is a supplementary explanatory view of FIG. 7. Explanation of code 2: Rough rolling mill group 3: Intermediate rolling mill group 4: Finishing mill group 6: Profile total 40: Three-way rolling mill
Claims (1)
ンにおいて、仕上圧延機群において下流側の少なくとも
2つのスタンドを三方ロール圧延機で構成すること、前
記三方ロール圧延機間で圧延材に発生する軸力を測定す
ること、前記仕上圧延機群の出側三方向ビーム投影法に
より圧延材の断面プロフィルを測定すること、前記測定
プロフィルおよび軸力のうちの少なくとも一方にもとづ
いて前記三方ロール圧延機の圧下量およびロール回転数
のうちの少なくとも一方を制御することを特徴とした棒
材等の精密圧延方法。1. In a line for hot rolling from a billet to a bar or the like, at least two stands on the downstream side in a finishing rolling mill group are constituted by a three-way rolling mill, and rolling materials between the three-way rolling mills. Measuring the axial force generated in, the cross-sectional profile of the rolled material by the exit side three-direction beam projection method of the finishing rolling mill group, the three directions based on at least one of the measurement profile and axial force A precision rolling method for a bar or the like, characterized by controlling at least one of a rolling amount and a roll speed of a roll rolling mill.
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JPS62230413A JPS62230413A (en) | 1987-10-09 |
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- 1986-03-31 JP JP61073788A patent/JPH074607B2/en not_active Expired - Fee Related
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